Demir Oksitin (Fe2O3) Fotokatalitik Özelliklerinin Nanomühendislik Yaklaşımlarıyla Geliştirilmesi: Plazmon Destekli Boşluklu Fe2O3 Nanoyapılar

Abstract

Bu projede bosluklu demir oksit nanoyapıların sentezlenmesi ve morfolojik farklılıklar ile fotokatalitik özelliklerindeki degisimlerin incelenmesine yönelik çalısmalar gerçeklestirilmistir. Ayrıca plazmonik Au nanoparçacıkların eklenmesi ile fotokatalitik özelliklerin degisimleri incelenmistir. Ilk deney setinde hidrotermal yöntem ile karbonumsu küreler sentezlenmis ve etraflarının demir iyonları ile kaplanmasından sonra gerçeklestirilen ısıl islem sırasında karbonumsu kürelerin uzaklastırılması ile bosluklu demir oksit küreler elde edilmistir. Yaklasık 100 nm boyutları ve 8 nm kabuk kalınlıkları ile bu küreler literatürde yer alan benzerlerinden daha küçük boyutlara sahiptir. Ancak bu yöntemle yapılan sentezler sırasında en fazla birkaç 10 mg demir oksit elde edilebilmistir. Alternatif bir yöntem olarak, bakır oksit nanoçubuk yapıların kurban altlık olarak kullanıldıgı hidrotermal reaksiyon ile farklı morfolojilerde demir oksit nanoyapılar sentezlenmistir. Bu sentezler sırasında aynı morfolojilere sahip olsalarda farklı yüzey aktif madde ve bakır kaynaklarından elde edilen bakır oksitlerin farklı oranlarda kullanılması ile nanoplaka, nanoküp ve bosluklu nanoküre gibi farklı morfolojilerde demir oksit nanoyapılar elde edilmistir. Bir baska yöntem olarak ise dogrudan hidrotermal sentez ve sonrasında gerçeklestirilen ısıl islem ile demir oksit nanoyapılar sentezlenmistir ve bu yöntemde katı nanoküreler, kirpimsi nanoyapılar ve nanotüpler gibi farklı morfolojilerde demir oksitler elde edilebilmistir. Proje kapsamında sentezlenen demir oksit nanoyapıların rodamin B organik bilesigini parçalamaya yönelik fotokatalitik aktiviteleri simüle edilmis günes ısıgı altında test edilmistir. Proje kapsamında sentezlenen ve test edilen birçok demir oksit nanomalzeme, katı nanoküreler hariç, amaçlandıgı üzere standart olarak kullanılan titanyum oksit nanoparçacıklardan daha yüksek fotokatalitik aktivite göstermistir. Sentezlenen bosluklu nanoküre ve nanotüplerin fotokatalitik aktiviteleri Au nanoparçacıkları eklenmesi sonucu ortaya çıkan yüzey plazmon rezonansları sayesinde gelistirilebilmistir